聚合物硬弹性及其微孔膜新材料结构的开发——浙大高分子科学与材料研究所访谈录

浙江大学高分子科学与材料研究所是浙江大学高分子系下属的一个研究所,诞生于改革开放的年代,旨在以该系历年来的科研成果为依托,实施高科技产业化,同时也承担学校培养硕士、博士生任务.近年来,承担了国家自然科学基金项目、国家科委“八五”、“九五”攻关项目、国家863高技术项目、国家部委重点科研项目、省科委与国家火炬计划项目等共九项,获得了“聚丙烯中空纤维微孔膜的制备新工艺”等七项中国专利和多项国家级、省级、市级与国际机构的奖励.尤其是其中关于聚合物硬弹性及其微孔膜新材料结构的研究及其应用开发,不论在学术上还是技术上都取得了重大成就,推翻了国内外许多学者提出的“晶片形变”能弹性模型,肯定了聚合物的结晶性只是硬弹性的一个充分条件而非必要条件;首次发现了聚合物在力学上、光学双折射及分子链拉伸取向上的反常行为;应用高技术“应力场结晶”新工艺,把聚丙烯中空纤维微孔膜的平均孔径范围扩展到可在100(?)～1000(?)中任意调节,解决了国外聚丙烯中空纤维膜只能用于微孔过滤而不能用于超滤与透析的难题.为此,去年荣获国家发明三等奖、国家自然科学基金会优秀研究成果奖和国家教委科技进步二等奖.在参加全国第二届科技大会时赴京领奖代表受到了江泽民、李鹏等国家领导人的亲     

多尺度聚丙烯纤维混凝土孔结构及抗冻性

选用2种尺寸聚丙烯细纤维与1种聚丙烯粗纤维,进行单掺及混掺,对9组不同纤维掺量试件进行快速冻融循环试验、抗压、劈裂试验及压汞试验,研究不同冻融次数下混凝土质量、动弹性模量变化以及冻融循环前后混凝土拉、压强度变化;研究多尺寸聚丙烯纤维对混凝土孔结构的改善情况;研究多尺寸聚丙烯纤维混凝土孔结构与抗冻性的关系,并对孔结构对混凝土抗冻性能的影响加以分析。试验结果表明:将聚丙烯纤维掺入素混凝土后,混凝土的微观孔结构和抗冻性能得到明显改善;在相同掺量条件下,聚丙烯粗纤维和多尺寸聚丙烯纤维对混凝土抗冻性有较大改善,且多尺寸聚丙烯纤维对混凝土的抗冻性改善效果最好:相比于素混凝土冻融后抗拉、压强度,单掺聚丙烯细纤维混凝土强度损失分别降低了9.95%～11.94%和4.29%～7.62%,单掺聚丙烯粗纤维混凝土强度损失分别降低了27.36%和16.67%,混掺多尺寸聚丙烯纤维混凝土强度损失分别降低了46.77%～53.23%和41.90%～50%。     

纤维品种和掺量对混凝土抗冻性及微观结构的影响

通过快冻法试验研究了掺入钢纤维和聚丙烯纤维及纤维掺量对C50高性能混凝土抗冻性的影响;利用扫描电子显微镜观察了纤维基材界面区的微观结构,从微观结构角度分析了抗冻性试验的结论。结果表明：虽然钢纤维基材界面区的微观结构优于聚丙烯纤维基材界面区,但聚丙烯纤维对混凝土抗冻性的改善效果优于钢纤维;聚丙烯纤维对混凝土抗冻性的影响存在阻裂效应和弱界面效应双重作用,存在最佳纤维掺量;掺入1.0 %聚丙烯纤维对混凝土抗冻性提高效果最好,300次冻融循环后相对动弹性模量高达98.01 %。     

纤维稳定土基层参数对路面力学响应的影响分析

为了分析聚丙烯纤维加筋水泥石灰土基层材料对路面结构设计及重载交通的影响,以聚丙烯纤维加筋水泥石灰土为对象,借助正交分析法,选取基层厚度、基层模量(聚丙烯纤维掺量)和底基层厚度作为主要影响因素,对聚丙烯纤维水泥石灰土基层沥青路面结构设计参数进行计算;同时分析了不同超载作用下纤维水泥石灰土基层沥青路面结构的弯沉及应力情况。结果表明:提高基层厚度有利于路面结构受力,同时使用聚丙烯纤维掺量为0.2%的水泥石灰土作基层材料,对于优化重载作用下的路面结构设计更为显著。为聚丙烯纤维加筋水泥石灰土在石料匮乏地区的应用提供了依据。     

不同黏度聚丙烯流动性能及其皮芯型纺黏纤维

研究了不同黏度聚丙烯熔体的表观黏度与切变速率、温度之间的关系,并比较了不同黏度聚丙烯熔体制得的皮芯型纺黏纤维的力学性能和结构。结果表明:随着温度的升高,黏度越大的聚丙烯熔体的表观黏度减小速率越快;随着切变速率的加快,熔体的表观黏度不断减小。在相同的纺黏工艺条件下,低黏度的聚丙烯熔体制得的皮芯型纤维更细,断裂强度更小;与机械牵伸工艺相比,聚丙烯复合纤维的解取向程度改变不明显,黏度越小的聚丙烯复合纤维取向度和结晶度越大。采用不同黏度聚丙烯熔体制备的皮芯型纺黏纤维,仅部分纤维截面会呈现皮芯型结构。     

聚丙烯纤维与水泥砂浆粘结性能试验

提出了利用聚丙烯纤维拔出试验,分别测定水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度和水泥砂浆龄期不同的情况下纤维拔出力-拔出位移曲线,利用扫描电镜对纤维砂浆试件断面形貌进行了分析,研究了纤维与水泥砂浆的粘结性能.研究结果表明:聚丙烯纤维-水泥砂浆具有较好的粘结性,聚丙烯纤维粘结破坏形式为拔出破坏,因此聚丙烯纤维具有较好的耗能阻裂作用;水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度、水泥砂浆龄期直接影响着聚丙烯纤维-水泥砂浆的粘结强度,其中水灰质量比因素影响最大;当水灰质量比小于0.5时,聚丙烯纤维-水泥砂浆粘结强度和粘结功都随着水灰质量比的减小而增大,随着纤维埋入长度和纤维埋入角度的增大而增大.     

锚喷支护巷道聚丙烯纤维喷层新技术研究

聚丙烯纤维混凝土柔性喷层是软岩巷道支护中一种新型的喷层形式。通过对聚丙烯纤维混凝土的抗拉、抗压、抗剪等力学性质测试,分析了聚丙烯纤维混凝土对软岩支护的适应性。结合顾桥矿工程应用,从耐久性、抗渗性、经济性和施工技术等方面系统地研究了聚丙烯纤维混凝土喷层的性能。与普通混凝土喷层相比,聚丙烯纤维混凝土喷层中的应力分布较均匀,同时具有较好的让压能力。工业性试验表明,聚丙烯纤维混凝土喷层具有较高的推广应用价值。     

聚丙烯纤维在公路工程中的应用研究概述

聚丙烯纤维掺入混凝土中可明显改善其性能。聚丙烯纤维混凝土设计、施工工艺简便,有良好的性能价格比。聚丙烯纤维在公路工程中的应用,具有独特的优势和广泛的前景。     

合成纤维混凝土楼板中长期非荷载抗裂性能

为了探讨解决现浇混凝土楼板中长期非荷载抗裂性的难题,对聚丙烯纤维混凝土的平板进行了中长期抗裂试验,研究聚丙烯纤维对提高混凝土中长期抗裂、抗渗等耐久性能的效果和机理,通过实际工程的应用进一步验证了聚丙烯纤维对混凝土裂缝有较好的抑制作用。研究结果表明,聚丙烯纤维对混凝土中长期裂缝有较好的抑制作用;聚丙烯纤维能有效改善混凝土的抗渗性能;聚丙烯纤维使混凝土的抗拉强度、拉伸极限应变、临界断裂时的最大裂缝宽度增加。使用聚丙烯纤维混凝土楼板具有较显著的经济效益和社会效益。     

蜘蛛丝蛋白的研究进展

蜘蛛丝属线状蛋白质,具有独特的结构和性能特点,是世界上拉力强度和弹性最强的纤维之一,其强度比钢还要硬.一些蜘蛛丝蛋白的基因已被克隆出来,并且用不同的表达载体表达,同时进行了成丝研究.由于蜘蛛丝性能独特,在许多领域具有良好的应用前景.     

APPLICATION OF COMPOSITE FIBRE TO HIGH ELASTIC KNITTED FABRIC

The knitting condition and technology for PBT/PET composite fibre on loop wheel machine as well as the effect of knitted fabric structure and stitch parameter are discussed in this paper. The properties of high elastic plain knitted fabrics are also discussed.     

聚丙烯纤维滤棒增塑剂试制

本文讨论了聚丙烯丝束滤棒成型的溶液型和单体型增塑剂之配方设计和组分选择。报导了它们在醋纤滤棒成型机上试制聚丙烯纤维滤棒的结果。结果表明，所试制的聚丙烯纤维滤律的质量指标合格。     

热熔粘合聚丙烯熔喷非织造布的结构与性能

本文采用了广角X光衍射、差示扫描量热法、扫描电子显微镜技术,对热熔粘合聚丙烯熔喷非织造布的结构和形态进行研究。讨论了粘合温度对非织造布的几何尺寸和机械性能的影响。结果表明,球晶是熔喷聚丙烯纤维的主要结构形式。在不同的热粘合条件下,球晶的结晶变体中可以出现α晶,或是拟六方酝晶,以及两者的混合形式。粘合温度对纤维的结晶度和晶粒尺寸,及非织造布的热收缩和厚度具有较大的影响。热粘合温度在软化点出现非织造布强度峰值。     

改性凹凸棒粘土填充聚丙烯基本性能的研究

凹凸棒粘土是一种水合硅酸铝镁晶体,具有独特的纤维—棒状结构,作为聚丙烯塑料填充剂,可达到很高的填充量,且加工性能良好,在一定使用范围内,可显著提高材料的机械性能。     

聚丙烯纤维对高温下混凝土性能的影响

聚丙烯纤维对高温下混凝土性能的影响研究结果表明,掺2.0～3.0kg·m~(-3)聚丙烯纤维的混凝土与不掺聚丙烯纤维的普通混凝土相比,抗压强度影响不大,抗折强度稍有提高,高温下动弹性模量损失率降低,混凝土的抗爆裂性能得到有效的改善,最后分析了聚丙烯纤维影响混凝土抗爆裂性能机理。     

细旦丙纶短纤织物服用舒适性分析

为探讨细旦丙纶短纤织物的服用舒适性,根据测试得出的细旦丙纶短纤织物、对比织物棉及细旦丙纶长丝等3类样本的各项服用性能指标数据,运用聚类分析及对应分析的数理统计方法,分析了此3类织物的优缺点,得出了细旦丙纶短纤织物独特的服用舒适性能;并优化出了该织物具有最佳服用舒适性的组织结构模型.     

熔喷/纺粘复合非织造布过滤材料的研究

本文研究了熔喷/纺粘复合非织造布过滤材料的形态结构,物理机械性能和过滤性能。讨论了熔喷和纺粘工艺对聚丙烯纤维结构特性的影响。结果表明:熔喷纤维直径直方图呈对数正态分布,分子取向随纤维直径减小而增大。纺粘法纤维取向度比熔喷纤维高,纤维均匀。不同牵伸工艺对聚丙烯纤维的结晶变体有较大影响,复合材料具有独特的物理机械性能和过滤双重作用。     

高熔体强度聚丙烯的制备及其性能研究

聚丙烯（PP）因其优良性能广泛应用于诸多领域,但同时也有着韧性差,熔体强度低等缺点。而高熔体强度聚丙烯（HMSPP）是一种具有较高熔体强度、较好熔体弹性的聚丙烯树脂,它的发现拓展了聚丙烯在物理发泡、挤出涂布及热成型等领域的应用,多年来一直是聚烯烃研究工作的重点。本文以2,5-二甲基-2,5-双-（叔丁基过氧）己烷（DHBP）为引发剂,采用多官能团单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）对市售聚丙烯（PP）进行接枝,同时加入支化促进剂二硫化四丁基秋兰姆（TBTDS）以提高接枝效率,成功制备了具有高熔体强度的聚丙烯并进行了配方优化。本文测定了接枝产物的熔体流动速率(MFR)及采用公式法计算熔体强度(MS)。通过红外光谱（IR）对所得高熔体强度聚丙烯的分子结构进行表征,结果表明单体已接枝在PP主链上,通过差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）方法,对所得高熔体强度聚丙烯的热性能进行分析和表征,结果表明接枝产物的熔融温度没有显著变化,耐热温度有所上升。拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能的测定结果表明接枝产物的力学性能有显著提高。     

循环负荷处理对纤维力学性能的影响

本文对循环负荷处理前后的锦纶、丙纶和粘胶长丝的力学性能进行了测定,并讨论了纤维应力松弛和弹性回复性能间关系。试验分析表明:不同类型纤维经处理后,由于纤维内部结构变化不同,引起的力学性能改变也有着明显的差别。